本发明属于核数据测量领域,特别涉及一种钚、钯、银、镉、锡和锑的组分离方法。
背景技术
239pu的裂变产额是一组十分重要的核参数,对于质量分布曲线谷区核素(如109pd、111ag、115cd、125sn和127sb)的产额测量通常采用放化法。由于谷区核素的产额很低,一般约为万分之几,测量时易受其它高产额核素的干扰,因此为从一次实验中获得尽可能多的数据,需建立一个对钯、银、镉、锡和锑具有较高回收率,且去污因子高的组分离法。
目前,从辐照后的钚靶中分离钚及裂变产物钯、银、镉、锡和锑主要采用沉淀法。沉淀法是放化分离中常用的可靠方法,但由于每种元素的沉淀条件不同,因此操作十分繁琐。另外,有些沉淀法还需要将含钚溶液蒸发至近干,因此具有较高危险性。
技术实现要素:
为解决现有从辐照后的钚靶中分离钚及裂变产物钯、银、镉、锡和锑操作繁琐的问题,本发明提供了一种钚、钯、银、镉、锡和锑的组分离方法。该方法包括以下步骤:
(一)使用盐酸配制含有pd、ag、cd、sn、sb的混合载体溶液,所述混合载体溶液中盐酸的浓度为7-10mol/l;
(二)将辐照后的铝箔包裹的pu靶用盐酸溶解后,以减重法加入所述混合载体溶液和浓硝酸,通过加热促使同位素交换平衡,得到待分离样品;
(三)将所述待分离样品上hz201阴离子树脂柱;然后以7-10mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含ag溶液;
(四)然后,以1-3mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pu溶液;
(五)然后,以浓盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pd和cd的溶液;
(六)然后,以1-2mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以8-10mol/l硝酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sn溶液;
(七)然后,以去离子水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以0.2-1mol/l氨水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sb溶液。
根据一个实施例,在步骤(五)后可以对解吸得到的含pd和cd的溶液进行进一步分离,分离方式为:将步骤(五)得到的含pd和cd的溶液蒸发至近干;所得固形物用硝酸溶解,蒸发至近干,重复上述硝酸溶解-蒸发至近干操作1次以上;用0.05-0.2mol/l硝酸溶解得到溶解液,将所述溶解液上n256吡啶型阴离子树脂柱,以0.05-0.2mol/l硝酸预平衡后,以0.05-0.2mol/l硝酸淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含cd溶液;然后,以浓盐酸或0.5-3mol/l氨水淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,解吸得到含pd溶液。
根据一个实施例,步骤(一)中,所述混合载体溶液的配制方法可以为:将ag溶液滴加到浓盐酸中,然后分别加入pd、cd、sn和sb的标准溶液,用盐酸调节至盐酸浓度为7-10mol/l。
根据一个实施例,步骤(二)中,所述盐酸的浓度为8.7mol/l。
根据一个实施例,步骤(二)中,所述加热的方式为在80-100℃下加热10-15分钟。
本发明的钚、钯、银、镉、锡和锑的组分离方法采用一根hz201阴离子树脂柱即实现银、钚、钯和镉(钯和镉同时解吸)、锡、锑的组分离,明显简化了分离操作,显著提高了分离效率。由于分离流程短,减少了物料损失环节,因此较好的确保了痕量条件下组分离对象的回收率,为获取精确的谷区核素核数据提供了良好保障。另外,本发明还采用了n256吡啶型阴离子树脂柱对于同时解吸下来的钯和镉进行进一步分离,较为方便的实现了谷区核素的完全分离,取得了良好的分离效果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
实施例1
将本发明的钚、钯、银、镉、锡和锑的组分离方法应用于某辐照pu样品的组分离,其主要步骤如下:
(一)将ag溶液滴加到浓盐酸中,然后分别加入pd、cd、sn和sb的标准溶液,用盐酸调节至盐酸浓度为7.5mol/l;
(二)将辐照后的铝箔包裹的pu靶用8.7mol/l盐酸溶解后,以减重法加入所述混合载体溶液和浓硝酸,在100℃下加热10分钟促使同位素交换平衡,得到待分离样品;
(三)将所述待分离样品上hz201阴离子树脂柱;然后以7.5mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含ag溶液;
与传统的沉淀法相比,采用上述分离方式能够将ag从hz201阴离子树脂柱上直接分离出来,避免了采用沉淀法将ag转化为agcl沉淀过程中所需的繁琐操作;
(四)然后,以1mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pu溶液;
(五)然后,以浓盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pd和cd的溶液;
(六)然后,以1mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以8mol/l硝酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sn溶液;
以1-2mol/l盐酸淋洗hz201阴离子树脂柱能够有效去除以mo为主的裂片元素杂质,能够令后续分离产物更为纯净;
(七)然后,以去离子水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以0.5mol/l氨水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sb溶液;
(八)将步骤(五)得到的含pd和cd的溶液蒸发至近干;所得固形物用硝酸溶解,蒸发至近干,重复上述硝酸溶解-蒸发至近干操作2次以上;用0.1mol/l硝酸溶解得到溶解液,将所述溶解液上n256吡啶型阴离子树脂柱,以0.1mol/l硝酸预平衡后,以0.1mol/l硝酸淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含cd溶液;然后,以浓盐酸淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,解吸得到含pd溶液。
经验证,通过实施例1的组分离,辐照pu样品中239pu、pd、ag、cd、sn、sb的回收率分别为100%、81.1%、85.3%、86.9%、76.2%、72.8%。
实施例2
将本发明的钚、钯、银、镉、锡和锑的组分离方法应用于某辐照pu样品的组分离,其主要步骤如下:
(一)将ag溶液滴加到浓盐酸中,然后分别加入pd、cd、sn和sb的标准溶液,用盐酸调节至盐酸浓度为9mol/l;
(二)将辐照后的铝箔包裹的pu靶用9.5mol/l盐酸溶解后,以减重法加入所述混合载体溶液和浓硝酸,在80℃下加热15分钟促使同位素交换平衡,得到待分离样品;
(三)将所述待分离样品上hz201阴离子树脂柱;然后以9mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含ag溶液;
(四)然后,以3mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pu溶液;
(五)然后,以浓盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含pd和cd的溶液;
(六)然后,以1mol/l盐酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以10mol/l硝酸淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sn溶液;
(七)然后,以去离子水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,再以1mol/l氨水淋洗所述hz201阴离子树脂柱,解吸得到含sb溶液;
(八)将步骤(五)得到的含pd和cd的溶液蒸发至近干;所得固形物用硝酸溶解,蒸发至近干,重复上述硝酸溶解-蒸发至近干操作1次;用0.2mol/l硝酸溶解得到溶解液,将所述溶解液上n256吡啶型阴离子树脂柱,以0.2mol/l硝酸预平衡后,以0.2mol/l硝酸淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,所得上柱流出液与淋洗流出液即为含cd溶液;然后,以2mol/l氨水淋洗所述n256吡啶型阴离子树脂柱,解吸得到含pd溶液。
经验证,通过实施例2的组分离,辐照pu样品中239pu、pd、ag、cd、sn、sb的回收率分别为99.9%、82.4%、86.8%、84.7%、74.8%、75.1%。
虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明,然而,本领域普通技术人员应理解,在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下,可以对这些实施例做出改变,本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。